密碼術(shù)可以大致別分為兩種，即易位和替換，當(dāng)然也有兩者結(jié)合的更復(fù)雜的方法。在易位中字母不變，位置改變；替換中字母改變，位置不變。
將替換密碼用于軍事用途的第一個(gè)文件記載是愷撒著的《高盧記》。愷撒描述了他如何將密信送到正處在被圍困、瀕臨投降的西塞羅。其中羅馬字母被替換成希臘字母使得敵人根本無(wú)法看懂信息。
蘇托尼厄斯在公元二世紀(jì)寫的《愷撒傳》中對(duì)愷撒用過(guò)的其中一種替換密碼作了詳細(xì)的描寫。愷撒只是簡(jiǎn)單地把信息中的每一個(gè)字母用字母表中的該字母后的第三個(gè)字母代替。這種密碼替換通常叫做愷撒移位密碼，或簡(jiǎn)單的說(shuō)，愷撒密碼。
盡管蘇托尼厄斯僅提到三個(gè)位置的愷撒移位，但顯然從1到25個(gè)位置的移位我們都可以使用， 因此，為了使密碼有更高的安全性，單字母替換密碼就出現(xiàn)了。
如：
明碼表 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
密碼表 Q W E R T Y U I O P A S D F G H J K L Z X C V B N M
明文 F O R E S T
密文 Y G K T L Z

只需重排密碼表二十六個(gè)字母的順序，允許密碼表是明碼表的任意一種重排，密鑰就會(huì)增加到四千億億億多種，我們就有超過(guò)4×10²⁷種密碼表。破解就變得很困難。

如何破解包括愷撒密碼在內(nèi)的單字母替換密碼？
方法：字母頻度分析
盡管我們不知道是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了字母頻度的差異可以用于破解密碼。但是9世紀(jì)的科學(xué)家阿爾·金迪在《關(guān)于破譯加密信息的手稿》對(duì)該技術(shù)做了最早的描述。
“如果我們知道一條加密信息所使用的語(yǔ)言，那么破譯這條加密信息的方法就是找出同樣的語(yǔ)言寫的一篇其他文章，大約一頁(yè)紙長(zhǎng)，然后我們計(jì)算其中每個(gè)字母的出現(xiàn)頻率。我們將頻率最高的字母標(biāo)為1號(hào)，頻率排第2的標(biāo)為2號(hào)，第三標(biāo)為3號(hào)，依次類推，直到數(shù)完樣品文章中所有字母。然后我們觀察需要破譯的密文，同樣分類出所有的字母，找出頻率最高的字母，并全部用樣本文章中最高頻率的字母替換。第二高頻的字母用樣本中2號(hào)代替，第三則用3號(hào)替換，直到密文中所有字母均已被樣本中的字母替換。”

以英文為例，首先我們以一篇或幾篇一定長(zhǎng)度的普通文章，建立字母表中每個(gè)字母的頻度表。



在分析密文中的字母頻率，將其對(duì)照即可破解。
 雖然設(shè)密者后來(lái)針對(duì)頻率分析技術(shù)對(duì)以前的設(shè)密方法做了些改進(jìn)，比如說(shuō)引進(jìn)空符號(hào)等，目的是為了打破正常的字母出現(xiàn)頻率。但是小的改進(jìn)已經(jīng)無(wú)法掩蓋單字母替換法的巨大缺陷了。到16世紀(jì)，最好的密碼破譯師已經(jīng)能夠破譯當(dāng)時(shí)大多數(shù)的加密信息。

局限性：
短文可能嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)頻率，加入文章少于100個(gè)字母，那么對(duì)它的解密就會(huì)比較困難。
而且不是所有文章都適用標(biāo)準(zhǔn)頻度：
1969年，法國(guó)作家喬治斯·佩雷克寫了一部200頁(yè)的小說(shuō)《逃亡》，其中沒有一個(gè)含有字母e的單詞。更令人稱奇的是英國(guó)小說(shuō)家和拼論家吉爾伯特·阿代爾成功地將《逃亡》翻譯成英文，而且其中也沒有一個(gè)字母e。阿代爾將這部譯著命名為《真空》。如果這本書用單密碼表進(jìn)行加密，那么頻度分析破解它會(huì)受到很大的困難。

 一套新的密碼系統(tǒng)由維熱納爾(Blaise de Vigenere)于16世紀(jì)末確立。其密碼不再用一個(gè)密碼表來(lái)加密，而是使用了26個(gè)不同的密碼表。這種密碼表最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠克制頻度分析，從而提供更好的安全保障。